低温漂CMOS基准电压源的设计与试制

本文介绍一种采用５μｍ硅栅ＣＭＯＳ工艺制造的的集成基准电压源，在－２０℃到１００℃范围内其输出电压稳定性可达５０ｐｐｍ／℃。它的基本工作原理是建立在对双极晶体管ＶＢＥ的负温度系数以正温度系数来补偿，从而获得温度稳定的基准电压。     

一种低失调低温漂基准电压源设计

基于传统的Brokaw结构带隙基准源进行改进,采用无运放的Brokaw结构基准源,避免运算放大器带来的输入失调电压的影响,提高基准电压精度。针对不同工艺角下基准温度特性曲线零温度系数点变化导致温度系数变差的问题,设计了一种分段线性温度补偿与电阻修调结合的补偿修调方案,对基准输出进行温度补偿的同时修调电压精度。相比于传统分段线性补偿法,该方案避免了在其他工艺角下分段补偿时出现的补偿不足或补偿过度的情况,实现了基准电压源输出在器件全工艺角组合下的低温度系数和高精度。电路基于TSMC 0.18 μm BCD工艺设计。仿真结果表明,该电路在5 V电源电压下输出电压为1.201 V,输出失调电压为3.3 mV。在全工艺角下,-40 ℃～+125 ℃温度范围内,基准电压温度系数最大为7.48×10-6/℃,输出电压为1.201(1±0.16%) V。     

无电阻低压低温漂的CMOS基准电压源

结合工作在亚阈值区、饱和区和线性区的MOS管,提出一种纯MOS结构的基准电压源,其结构能有效补偿MOS管的载流子迁移率和亚阈值斜率的温度系数.基于SMIC 0.13 μm的CMOS工艺的仿真结果表明,在温度为-55～90 ℃的范围内,输出电压的温度系数为5 ppm/℃.在室温时,整个电路能在低到0.9 V的电源电压下工作并消耗0.68 μW的功耗.     

无电阻低压低温漂的CMOS基准电压源

结合工作在亚阈值区、饱和区和线性区的MOS管,提出一种纯MOS结构的基准电压源,其结构能有效补偿MOS管的栽流子迁移率和亚闽值斜率的温度系数。基于SMIC0．13μm的CMOS工艺的仿真结果表明,在-5-90℃的范围内。输出电压的温度系数为5ppm／℃。在室温时,整个电路能在低到0．9V的电源电压下工作并消耗0．68μW的功耗。     

低温漂的基准电压源的研究

本文介绍了一种采用0．35微米CMOS工艺制作的一种低温漂的能隙基准电压源电路．电路的供电电源是5V．输出基准电压的典型值为2．5V．电路典型功耗为1．02mW，它具有低的温度漂移系数．在-45℃-＋90℃典型值优于4ppm/℃．高的交流电源抑制比．在较宽的频率范围内优于-51．4db．电源在4．75V-5．25V的范围内的直流电源抑制比为400ppm／V．版图面积典型值为0．786mm^2。     

低成本多路输出CMOS带隙基准电压源设计

在传统Brokaw带隙基准源的基础上,提出一种采用自偏置结构和共源共栅电流镜的低成本多路基准电压输出的CMOS带隙基准源结构,省去了一个放大器,并减小了所需的电阻阻值,大大降低了成本,减小了功耗和噪声。该设计基于华虹1μm的CMOS工艺,进行了设计与仿真实现。Cadence仿真结果表明,在-40～140℃的温度范围内,温度系数为23.6ppm/℃,静态电流为24μA,并且能够产生精确的3V,2V,1V和0.15V基准电压,启动速度快,能够满足大多数开关电源的设计需求与应用。     

基准电压源

基准电压源或电压参考（Voltage Xeference）通常是指在电路中用作电压基准的高稳定度的电压源。随着集成电路规模的不断增大。尤其是系统集成技术（soc）的发展，它也成为大规模、超大规模集成电路和几乎所有数字模拟系统中不可缺少的基本电路模块。     

CMOS带隙基准电压源的设计

给出了一种基于0.35μm标准CMOS工艺设计的新型高性能带隙基准电压源的设计方法,该方法采用高增益两极运算放大器结构来降低失调电压.文中给出了采用Cadence软件进行电路设计、电路仿真以及版图设计、版图仿真的具体做法.     

低温漂系数共源共栅CMOS带隙基准电压源

设计了一种低温漂系数的共源共栅CMOS带隙基准源,采用自偏置共源共栅结构,提高了电路的电源抑制比,降低了电路的工作电源电压。采用不同温度下从输出支路抽取不同值电流的电路结构,在低温段抽取一个正温度系数电流,在高温段再注入一个较小值的正温度系数电流,达到降低温漂系数的目的。在0.5 μm CMOS工艺下,Cadence Spectre电路仿真的结果表明,温度特性得到了较大改善,在-35℃～125℃温度范围内,带隙基准源的温漂系数为1.5 ×10-6 /℃,电源抑制比为65 dB。     

一种高精度的CMOS带隙基准源

设计了一种二阶温度补偿带隙基准源,为了提高电源抑制比,设计中采用了与全局电压保持相对无关的局部电压作为带隙核心的工作电压,并且使用PN结串联的结构,以减小运放失调电压的影响。整个电路采用TSMC 0.18μm CMOS工艺实现,使用HSpice仿真器进行仿真,仿真结果证明此基准电压源具有很高的电源电压抑制比和较低的温度系数。     

基于斩波调制的带隙基准电压源的设计

为提高白光LED驱动的输出精度,采用了一种基于斩波调制技术的带隙基准源.使用斩波技术,减小了带隙基准源中运放的失调电压所引起的误差,提高了基准源的精度.设计了有启动电路的偏置以确保基准电路能正常工作.该电路利用上海贝岭的0.6 μm标准CMOS工艺实现,使用Cadence公司的Spectre工具对电路进行仿真.结果表明,该带隙基准输入电压可达2～9 V,输入电压3.5 V时温度系数为9.5×10-6/℃.当斩波频率为500 kHz时,此带隙基准源的输出精度比普通放大器提高了66倍,可以在高精度白光LED驱动电路中使用.     

LED显示屏的恒流驱动电路的设计

介绍了一种LED显示屏的恒流驱动电路,该电路包括输出控制部分电源电压的低压差线性稳压器、产生多路基准电压的带隙基准电压源、误差放大器、缓冲器、多个大功率MOS管以及取样MOS管五个部分,并且重点介绍了其中的低压差线性稳压器和带隙基准电压源的具体实现电路,能够更好的减少振荡,提高精度。通过上述恒流驱动电路为多路LED提供恒定的0.4V的驱动电流。     

低压CMOS带隙电压基准源设计

在对传统典型CMOS带隙电压基准源电路分析和总结的基础上,综合一级温度补偿、电流反馈技术,提出了一种1-ppm/°C低压CMOS带隙电压基准源。采用差分放大器作为基准源的负反馈运放,简化了电路设计。放大器输出用作电路中PMOS电流源偏置,提高了电源抑制比(PSRR)。整个电路采用TSMC0.35μmCMOS工艺实现,采用HSPICE进行仿真,仿真结果证明了基准源具有低温度系数和高电源抑制比。     

高精度CMOS Wildar多值电压带隙基准电路设计

基于经典Wildar带隙基准结构,通过单级高增益低失调运放及其闭环负反馈设计,将电压求和模式输出与电阻负载驱动紧密结合,同时增加简单的单管并联高阶补偿结构,实现了一种具有较大负载驱动能力的高精度多值低压基准输出,解决了经典基准电路在补偿精度与PSRR方面的局限性.CSMC 0.5μm CMOS工艺仿真结果表明,在-40～125℃,一阶补偿的温度系数为6×10~(-6)/℃,输出电阻支路采用并联MOS管的高阶补偿后,温度系数下降到1.27×10~(-6)/℃,低频下电源抑制比达到-57 dB.     

一种可编程电压基准源设计与实现

提出了一种新的基于改进的电流模式带隙基准源的可编程基准源的设计与实现方法.电路采用Chartered 0.35μm 工艺仿真并流片.测试结果表明,温度变化范围为0～100℃,温度系数为±36.3ppm/℃(VID=11110).电源电压变化范围为2.7～5V,其相对变化值为5mV.当VID0频率为125kHz时,瞬态响应最大毛刺幅度约为20mV.5位VID码不同的输入状态,输出基准电压从1.1变到1.85V,变化步长为25mV.     

一种可编程电压基准源设计与实现

提出了一种新的基于改进的电流模式带隙基准源的可编程基准源的设计与实现方法.电路采用Chartered 0.35μm 工艺仿真并流片.测试结果表明,温度变化范围为0～100℃,温度系数为±36.3ppm/℃(VID=11110).电源电压变化范围为2.7～5V,其相对变化值为5mV.当VID0频率为125kHz时,瞬态响应最大毛刺幅度约为20mV.5位VID码不同的输入状态,输出基准电压从1.1变到1.85V,变化步长为25mV.     

一种新型高精度CMOS电压基准源

在分析MOS管电流电压的温度特性的基础上,基于对两个连接成二极管形式的对称NMOS管通以不同大小的PTAT电流,NMOS管的栅压将向不同方向变化这一原理,通过对这两个NMOS管的栅压进行相互补偿,设计了一种新型的CMOS基准电压源.电路采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺进行设计,基于BSIM3V3模型,利用Cadence的Spectre工具对电路进行仿真.结果表明:当电源电压VDD=1.2 V时,其温度系数仅为28×10-6/℃.     

CMOS亚阈型带隙电压基准的分析与设计

带隙基准可提供近似零温度系数和大的电源电压抑制比的稳定电压基准,且与工艺基本无关。文中分析了M O SFET工作于强反型区与亚阈区的电压和电流限定条件,结合自偏置电路结构,给出了一种基于亚阈区的低功耗CM O S带隙基准电路的设计。     

一种低压CMOS带隙电压基准源

设计了一种与标准CMOS工艺兼容的低压带隙电压基准源,该电路应用二阶曲率补偿,以及两级运算放大器,采用0.8μm BSIM3v3 CMOS工艺,其中,Vthn=0.85 V,Vthp=-0.95 V。用Cadence Spectre软件仿真得出:最小电源电压1.8 V,输出电压590 mV,在0~100℃范围内,温度系数(TC)可达15 ppm/℃,在27℃时输出电压变化率为±2.95 mV/V。